第一章 总结及练习1.ppt

* 一、 小结 1. 重要概念 2. 重要公式 3. 重要仪表与设备 二、 练习 例1. 轴功的计算 例2. 流向判断 例3. 高度的计算 例4. 流速的计算 例5. 复杂管路的计算 第一章 流体流动（总结） 1. 重要概念 质点、连续性假定； 定态流动与非定态流动； 欧拉法、拉格朗日法、系统与控制体； 表压、绝压、真空度与等压面； 黏性的物理本质； 理想流体和实际流体的区别； 可压缩与不可压缩流体区别； 牛顿流体和非牛顿流体的区别； 伯努利方程的物理意义； 层流与湍流的本质区别； 雷诺数的物理意义 泊谡叶方程； 量纲分析实验研究方法的主要步骤 摩擦系数； 第一章小结 边界层概念和边界层脱体 当量长度与局部阻力系数； 孔板流量计、转子流量计的特点； 非牛顿流体的特性(塑性、假塑性与涨塑性） 2. 重要公式 （1）流体静力学方程 （2）质量守恒 方程 -----稳定流动 -----不可压缩流体 -----圆管内 （3）机械能衡算式 层流 湍流 (4)其他重要公式 流量测量 dy du m t = -------牛顿粘性定律 -------湍流速度分布 -------层流 -------光滑管内流体湍流流动的摩擦系数 -------皮托管 -------孔板流量计 -------转子流量计 -------当量直径 第一章小结 3. 重要仪表与设备 （1）压差计结构及测量原理 （2）流量计结构及测量原理 U型管压差计 双液U管微压差计 倾斜U管压差计 皮托管 孔板流量计 文丘里管流量计 转子流量计 第一章 练习 例1 . 轴功的计算 管道尺寸为?114?4mm， 流量为85m3/h水在管路中流动时的总摩擦损失为10J/kg（不包括出口阻力损失），喷头处压力较塔内压力高20kPa，水从塔中流入下水道的摩擦损失可忽略不计。 求泵的有效轴功率。 z1=0, u1=0 p1=0（表压） 4 3 3 gz p gz = + r 解：假设垂直小管中流体静止 例2 流向判断 喉径内径与水管内径之比为0.8。若忽略水在管中流动时的能量损失，试判断垂直小管中水的流向。 小管中的水自下而上流动。 ?E2?E3 ？思考：小管多长时，水静 止不动？ 小管中的水自上而下流动 ？思考：若将垂直小管改为弯头小管，弯头迎着来流方向，如图所示，试判断此时弯头小管中水的流向。 ?E2?E3 3 . 高度的计算 30m 160m 2 1 如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径?114?4mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6 ?105Pa，流体在管内的流速为1.0m/s。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。 求：两液面的垂直距离 30m 160m 2 1 解 ：从1至2面列机械能衡算式 p1=0，p2=1.6?105Pa（表压） ?=765kg/m3，H=0 u1=u2=0 欲求（z1?z2），只需求出hf 即可 查摩擦系数图可得?=0.027 4 . 流速的计算 如图所示，有一粘度为1.7cP、密度为765kg/m3的液体，由一高位槽经直径?114?4mm的钢管流入一密闭容器中，密闭容器的表压为1.6 ?105Pa，两槽液面的垂直距离为30m。如果两槽液面保持不变，且知阀门的当量长度为管内径的50倍，管子的相对粗糙度为0.002。 求：管路中输水量的大小 30m 160m 2 1 30m 解：由机械能衡算式 ---------方程（1） 假设 ?=0.02，带入方程（1）可得 u = 2.107(m/s) 查摩擦系数图可得?′=0.025 再以?′=0.025带入方程（1）可得 u′ = 1.892(m/s) 查摩擦系数图可得?′′=0.0254，与?′=0.025基本相等。 ?最终流速 u = 1.892m/s 5 . 复杂管路的计算 2 1 O A B pA pB 如图所示，某化工厂用管路1和管路2串联，将容器A中的盐酸输送到容器B内。已知容器A、B液面上方的表压分别为0.5MPa、0.1MPa，两容器间的液位差和管路中所有局部阻力均可以忽略不计，管壁绝对粗糙度 ε=0.5mm。 求： （1）该串联管路的输送能力； （2）由于生产急需，管路输送能力要求增加50%，现只有9根管路3，问用管路3分别在1和2上并联，哪个方案可行？ 管路1（?57?2.5、长50m） 管路2（?38?2.5、长50m） 管路3（?38?2.5、长6m） 盐酸 ? = 2.0cP， ?